The selenoenzyme Gpx4 is essential

The selenoenzyme Gpx4 is essential for early embryogenesis and cell viability for its unique function to prevent phospholipid oxidation. Recently, the cytosolic form of Gpx4 was identified as an upstream regulator of a novel form of non-apoptotic cell death, called ferroptosis, whereas the mitochondrial isoform of Gpx4 was previously shown to be crucial for male fertility. Here, we generated and analyzed mice with a targeted mutation of the active site selenocysteine of Gpx4 (Gpx4_U46S). Mice homozygous for Gpx4_U46S died at the same embryonic stage (E7.5) as Gpx4(-/-) embryos as expected. Surprisingly, male mice heterozygous for Gpx4_U46S presented subfertility. Subfertility was manifested in a reduced number of litters from heterozygous breeding and an impairment of spermatozoa to fertilize oocytes in vitro. Morphologically, sperm isolated from heterozygous Gpx4_U46S mice revealed many structural abnormalities particularly in the spermatozoa midpiece due to improper oxidation and polymerization of sperm capsular proteins and malformation of the mitochondrial capsule surrounding and stabilizing sperm mitochondria. These findings are reminiscent of sperm isolated from selenium-deprived rodents or from mice specifically lacking mitochondrial Gpx4. Due to a strongly facilitated incorporation of Ser in the polypeptide chain as compared with selenocysteine at the UGA codon, expression of the catalytically inactive Gpx4_U46S was found to be strongly increased. Because the stability of the mitochondrial capsule of mature spermatozoa depends on the moonlighting function of Gpx4 both as an enzyme oxidizing capsular protein thiols and as a structural protein, tightly controlled expression of functional Gpx4 emerges as a key for full male fertility.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Selenoenzyme Gpx4 เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเกิดเอ็มบริโอก่อนและชีวิตเซลล์สำหรับฟังก์ชั่นเฉพาะเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันเรียม เมื่อเร็ว ๆ นี้ แบบ cytosolic ของ Gpx4 ถูกระบุเป็นการควบคุมต้นน้ำในรูปแบบนวนิยายของ apoptotic ไม่ใช่เซลล์ตาย เรียกว่า ferroptosis ในขณะที่ก่อนหน้านี้แสดง isoform ยลของ Gpx4 เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความอุดมสมบูรณ์ชาย ที่นี่ ที่เราสร้างขึ้น และวิเคราะห์หนูที่ มีการกลายพันธุ์ที่เป็นเป้าหมายของ selenocysteine ไซต์ใช้งานของ Gpx4 (Gpx4_U46S) หนู homozygous สำหรับ Gpx4_U46S เสียชีวิตขณะตัวอ่อน (E7.5) เป็นตัวอ่อน Gpx4(-/-) ตามที่คาดไว้ น่าแปลกที่ ชายหนู heterozygous สำหรับ Gpx4_U46S นำเสนอ subfertility Subfertility เป็นที่ประจักษ์ในหลายครอกจาก heterozygous พันธุ์ลดลงและการด้อยค่าตัวให้ปุ๋ยเส้นในหลอดทดลอง Morphologically อสุจิที่แยกจากหนู Gpx4_U46S heterozygous เปิดเผยหลายโครงสร้างผิดปกติโดยเฉพาะอย่างยิ่ง midpiece ตัวอสุจิเนื่องจากการเกิดออกซิเดชันที่ไม่เหมาะสมและของสเปิร์มมะเร็งเต้าโปรตีนและฝ่าพระบาทของแคปซูลยลรอบ และเสถียรภาพ mitochondria สเปิร์ม ค้นพบเหล่านี้เป็นของอสุจิที่แยก จากหนูขาดซีลีเนียม หรือ จากเมาส์โดยเฉพาะขาดยล Gpx4. เนื่องจากการรวมตัวกันขอสภาพปานกลางของ Ser ในสาย polypeptide เมื่อเทียบกับ selenocysteine ที่รหัสพันธุกรรมมหาวิทยาลัยจอร์เจีย นิพจน์ของ Gpx4_U46S catalytically ไม่ได้ใช้งานพบว่าขอเพิ่ม เนื่องจากความมั่นคงของแคปซูลยลตัวผู้ใหญ่ขึ้นกับฟังก์ชัน moonlighting ของ Gpx4 ทั้งเอนไซม์ออกซิไดซ์ thiols มะเร็งเต้าโปรตีน และ เป็นโปรตีนโครงสร้าง ควบคุมคับนิพจน์ของ Gpx4 ทำงานโผล่ออกมาเป็นคีย์สำหรับความอุดมสมบูรณ์ชายเต็ม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Gpx4 selenoenzyme เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ embryogenesis ต้นและชีวิตของเซลล์สำหรับฟังก์ชั่นที่ไม่ซ้ำกันในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันเรียม เมื่อเร็ว ๆ นี้ในรูปแบบของ cytosolic Gpx4 ถูกระบุว่าเป็นผู้กำกับดูแลต้นน้ำของรูปแบบนวนิยายเรื่องการตายของเซลล์ที่ไม่ใช่ apoptotic เรียก ferroptosis ขณะที่ไอโซฟอร์มยล Gpx4 ถูกนำมาแสดงก่อนหน้านี้จะเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความอุดมสมบูรณ์ของเพศชาย ที่นี่เราสร้างและวิเคราะห์หนูที่มีการกลายพันธุ์ที่กำหนดเป้าหมายของ selenocysteine ​​ใช้งานเว็บไซต์ของ Gpx4 (Gpx4_U46S) หนู homozygous สำหรับ Gpx4_U46S เสียชีวิตในระยะตัวอ่อนเดียวกัน (E7.5) เป็น Gpx4 (- / -) ตัวอ่อนตามที่คาดไว้ น่าแปลกที่หนูชาย heterozygous สำหรับ Gpx4_U46S นำเสนอ subfertility Subfertility ก็เป็นที่ประจักษ์ในจำนวนที่ลดลงของลูกครอกจากการเพาะพันธุ์ heterozygous และการด้อยค่าของตัวอสุจิให้ปุ๋ยการพัฒนาของไข่ในหลอดทดลอง morphologically สเปิร์มที่แยกได้จาก Gpx4_U46S หนู heterozygous เปิดเผยผิดปกติของโครงสร้างจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน midpiece อสุจิเนื่องจากการเกิดออกซิเดชันที่ไม่เหมาะสมและพอลิเมอสเปิร์มของโปรตีน capsular และความไม่สมประกอบของแคปซูลยลโดยรอบและการรักษาเสถียรภาพ mitochondria สเปิร์ม การค้นพบนี้ชวนให้นึกถึงสเปิร์มที่แยกได้จากหนูซีลีเนียมปราศจากหรือจากหนูโดยเฉพาะขาด Gpx4 ยล เนื่องจากการรวมตัวกันของการอำนวยความสะดวกอย่างยิ่ง Ser ในห่วงโซ่ polypeptide เมื่อเทียบกับ selenocysteine ​​ที่ UGA codon การแสดงออกของ Gpx4_U46S ใช้งานแบบเร่งปฏิกิริยาถูกพบว่ามีการเพิ่มขึ้นอย่างมาก เพราะความมั่นคงของแคปซูลยลตัวอสุจิผู้ใหญ่ขึ้นอยู่กับฟังก์ชั่นการเที่ยวกลางคืนของ Gpx4 ทั้งเอนไซม์ออกซิไดซ์ thiols โปรตีน capsular และเป็นโปรตีนที่มีโครงสร้างการแสดงออกควบคุมอย่างเข้มงวดของ Gpx4 ทำงานโผล่ออกมาเป็นที่สำคัญสำหรับความอุดมสมบูรณ์ของเพศชายเต็ม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การ selenoenzyme gpx4 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเพาะเลี้ยงต้นและเซลล์สำหรับฟังก์ชันเฉพาะของฟอสโฟลิปิดเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน เมื่อเร็วๆ นี้ รูปแบบ cytosolic ของ gpx4 ถูกระบุว่าเป็นการควบคุมกระแสรูปแบบใหม่ที่ไม่ใช่กลุ่มที่มี ferroptosis ตาย เซลล์ เรียกว่า ส่วนของไมโตคอนเดรียไอโซฟอร์มของ gpx4 ก่อนหน้านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความอุดมสมบูรณ์ของเพศชาย . ที่นี่เราสร้างขึ้น และวิเคราะห์การกลายพันธุ์ของหนูกับเป้าหมายใช้งานเว็บไซต์ของ gpx4 ซีลีโนซิสตีอีน ( gpx4_u46s ) หนูยีน gpx4_u46s ตายในระยะตัวอ่อนเดียวกัน ( e7.5 ) เป็น gpx4 ( - / - ) ตัวตามที่คาดไว้ จู่ ๆ ชายหนูประมาณการสำหรับ gpx4_u46s นำเสนอ subfertility . subfertility เป็นที่ประจักษ์ในลดจำนวนของซากจากการเพาะพันธุ์และการบกพร่องของการสร้างอสุจิให้ปุ๋ยไข่ในหลอดแก้ว จากอสุจิที่แยกจากหนูก่อน gpx4_u46s พบความผิดปกติหลายอย่าง โดยเฉพาะใน 5 midpiece เนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ไม่เหมาะสมและพอลิเมอไรเซชันของอสุจิ แคลเซียม ทองแดง เหล็ก และโปรตีนผิดปกติตัดแคปซูลรอบเสถียรภาพและอสุจิ ) . การค้นพบนี้จะชวนให้นึกถึงอสุจิที่แยกจากหนูหรือซีลีเนียมเปลื้องจากหนูโดยเฉพาะ ขาดการ gpx4 . เนื่องจากการขอสนับสนุนการเซอร์ใน polypeptide โซ่เมื่อเทียบกับซีลีโนซิสตีอีนใน Uga ส่งเสริมการแสดงออกของ gpx4_u46s งาน catalytically พบจะขอเพิ่ม เพราะความมีเสถียรภาพของการเป็นผู้ใหญ่ แคปซูลของอสุจิที่ขึ้นอยู่กับการเฝ้าดูการทำงานของ gpx4 ทั้งเอนไซม์โปรตีนแคลเซียม ทองแดง เหล็ก thiols ออกซิไดซ์และเป็นโครงสร้างโปรตีนแน่นควบคุมการแสดงออกของ gpx4 หน้าที่โผล่ออกมาเป็นคีย์สำหรับความอุดมสมบูรณ์ของชายเต็ม